A trovoada é energia?

A trovoada é um fenómeno meteorológico associado a instabilidade atmosférica que consiste no surgimento de descargas elétricas atmosféricas num determinado local do planeta.

Devido à frição causada pelo movimento rápido e contínuo dos cristais de gelo presentes nas nuvens, durante uma trovoada geram-se descargas eléctricas para equilibrar a diferença de potencial entre o topo da nuvem (cargas positivas), a base da nuvem (cargas negativas) e o solo (carga positiva). A atmosfera funciona como um isolador entre a nuvem e o solo. Quando a energia envolvida numa tempestade ultrapassa a resistência do ar, gera-se uma descarga entre pólos de carga oposta. Esta descarga é caracterizada por um raio com temperaturas muito elevadas que aquecem o ar à sua passagem. O rápido aumento da pressão e temperatura fazem expandir violentamente o ar envolvente ao raio a velocidades superiores às do som, gerando-se uma onda de choque cujo som é denominado por trovão.

^{Autor: Nuno Batista, seguidor do André do Tempo}

Para uma trovoada se formar é necessário que exista elevação de ar quente e húmido numa atmosfera instável. A atmosfera fica instável quando as condições são tais que o ar mais quente em ascensão pode continuar a subir porque continua mais quente do que o ar ambiente. A elevação do ar quente é um mecanismo que tenta restabelecer a estabilidade.

Do mesmo modo, o ar mais frio tende a descer e a afundar-se enquanto se mantiver mais frio do que o ar na sua vizinhança. Se a elevação de ar for suficientemente forte, o ar arrefece (adiabaticamente) até temperaturas abaixo do ponto de orvalho e condensa, libertando-se calor latente que promove a elevação do ar e “alimenta” a trovoada. Deste modo, formam-se núvens com grande desenvolvimento vertical chamadas de Cumulonimbus, que podem atingir altitudes entre os 12 e os 18 km de altitude alimentadas pelas correntes ascendentes de ar (ver Fig.1 em baixo).

^{Fig.1: Mecanismo de formação de uma trovoada num Cumulonimbus.}

Em Portugal, tipicamente, as trovoadas são formadas sobre a superfície terrestre, por convecção, nos dias quentes da primavera e verão quando o aquecimento atinge o seu pico. Nos dias mais frios de inverno, podem formar-se sobre o mar onde a temperatura da água ainda está relativamente quente. Também podem estar associadas a frentes frias, onde geralmente são mais intensas, ou por efeito orográfico.

Tendo em conta a distribuição espacial das cargas elétricas geradas numa tempestade, entre as nuvens e o solo, existem 3 tipos de raios: nuvem-nuvem, nuvem-solo e intra-nuvem. No 1º caso a descarga elétrica acontece em nuvens diferentes e é visível um raio horizontal; no 2º caso a descarga elétrica acontece diretamente da nuvem para o solo e é visível um raio vertical bem definido (são as descargas mais perigosas); no 3º caso a descarga elétrica dá-se no interior da própria nuvem e observa-se apenas um clarão sem surgimento do raio.

O IPMA possui uma rede de deteção e localização de Descargas Elétricas Atmosféricas (DEA) no território continental e nas áreas oceânicas adjacentes. É constituída por 4 detetores localizados em Braga, Castelo Branco, Alverca e Olhão que medem a intensidade dos raios e o tempo de chegada, utilizando antenas eletromagnéticas e relógio de precisão GPS. A informação registada por cada um dos detetores é transmitida instantaneamente para um centro de processamento, cujo resultado principal é o instante e local onde ocorreu o raio.

Artigo escrito por André Silva, no dia 21/07/2024.